Почему давление газа увеличивается при увеличении температуры?

Давление газа увеличивается при повышении температуры потому, что молекулы начинают двигаться быстрее.

Газ состоит из огромного числа молекул, которые непрерывно и хаотично движутся. Давление возникает из-за их ударов о стенки сосуда. Каждый удар передаёт стенке некоторый импульс.

Когда температуру повышают:

1. Средняя скорость молекул растёт.
   Температура связана со средней кинетической энергией движения молекул: чем она выше, тем быстрее они движутся.

2. Молекулы чаще сталкиваются со стенками.
   Быстрые частицы за то же время успевают больше раз удариться о стенки сосуда.

3. Каждый удар становится сильнее.
   При большей скорости молекула сильнее изменяет свой импульс при столкновении, поэтому передаёт стенке большее воздействие.

В результате за каждую секунду стенки получают больше суммарного импульса. Сила, действующая на стенки, увеличивается, а значит, увеличивается и давление.

Это верно, когда объём газа не меняется, например газ нагревают в закрытом жёстком сосуде. Для идеального газа при постоянном объёме действует зависимость:

где $p$ — давление, а $T$ — абсолютная температура в кельвинах. То есть при увеличении температуры в два раза давление также увеличится примерно в два раза.

Если же сосуд имеет подвижный поршень или газ может расширяться, нагревание может пойти прежде всего на увеличение объёма, и давление при этом способно остаться почти постоянным.